一 特點

1.1 應用情況

Nginx做為一個強大的Web服務器軟件，具有高性能、高併發性和低內存佔用的特點。此外，其也能夠提供強大的反向代理功能。俄羅斯大約有超過20%的虛擬主機採用Nginx作為反向代理服務器,在國內也有騰訊、新浪、網易等多家網站在使用Nginx作為反向代理服務器。據Netcraft統計，世界上最繁忙的網站中有11.48%使用Nginx作為其服務器或者代理服務器。基於反向代理的功能，Nginx作為負載均衡主要有以下幾點理由：

1. 高併發連接
2. 內存消耗少
3. 配置文件非常簡單
4. 成本低廉
5. 支持Rewrite重寫規則
6. 內置的健康檢查功能
7. 節省帶寬
8. 穩定性高

1.2 架構

上圖為來自官方的一張總體架構圖。

nginx在啟動後，會以daemon的方式在後臺運行，後臺進程包含一個master進程和多個worker進程。工作進程以非特權用戶運行。

master進程主要用來管理worker進程，包含：接收來自外界的信號，向各worker進程發送信號，監控worker進程的運行狀態，當worker進程退出後(異常情況下)，會自動重新啟動新的worker進程。

worker進程則是處理基本的網絡事件。多個worker進程之間是對等的，他們同等競爭來自客戶端的請求，各進程互相之間是獨立的。一個請求，只可能在一個worker進程中處理，一個worker進程，不可能處理其它進程的請求。

開發模型：epoll和kqueue。

支持的事件機制：kqueue、epoll、rt signals、/dev/poll 、event ports、select以及poll。

支持的kqueue特性包括EV_CLEAR、EV_DISABLE、NOTE_LOWAT、EV_EOF，可用數據的數量，錯誤代碼.

支持sendfile、sendfile64和sendfilev;文件AIO；DIRECTIO;支持Accept-filters和TCP_DEFER_ACCEP.

1.3 性能

Nginx的高併發，官方測試支持5萬併發連接。實際生產環境能到2-3萬併發連接數。10000個非活躍的HTTP keep-alive 連接僅佔用約2.5MB內存。三萬併發連接下，10個Nginx進程，消耗內存150M。淘寶tengine團隊說測試結果是“24G內存機器上，處理併發請求可達200萬”。

二 動態負載均衡

2.1 自身監控

內置了對後端服務器的健康檢查功能。如果Nginx proxy後端的某臺服務器宕機了，會把返回錯誤的請求重新提交到另一個節點，不會影響前端訪問。它沒有獨立的健康檢查模塊，而是使用業務請求作為健康檢查，這省去了獨立健康檢查線程，這是好處。壞處是，當業務複雜時，可能出現誤判，例如後端響應超時，這可能是後端宕機，也可能是某個業務請求自身出現問題，跟後端無關。

2.2 可擴展性

Nginx屬於典型的微內核設計，其內核非常簡潔和優雅，同時具有非常高的可擴展性。如下圖所示：

Nginx是純C語言的實現，其可擴展性在於其模塊化的設計。目前，Nginx已經有很多的第三方模塊，大大擴展了自身的功能。nginx_lua_module可以將Lua語言嵌入到Nginx配置中，從而利用Lua極大增強了Nginx本身的編程能力，甚至可以不用配合其它腳本語言（如PHP或Python等），只靠Nginx本身就可以實現複雜業務的處理。

2.3 配置修改

nginx的配置架構如下圖所示：

Nginx支持熱部署，幾乎可以做到7*24不間斷運行，即使運行數個月也不需要重新啟動。能夠在不間斷服務的情況下，對軟件版本進行進行升級。Nginx的配置文件非常簡單，風格跟程序一樣通俗易懂，能夠支持perl語法。使用nginx –s reload可以在運行時加載配置文件，便於運行時擴容/減容。重新加載配置時，master進程發送命令給當前正在運行的worker進程worker進程接到命令後會在處理完當前任務後退出。同時，master進程會啟動新的worker進程來接管工作。

三 優勢和劣勢

3.1 優勢

1. 可以很好地進行http 的頭處理
2. 對http協議以及https的良好支持
3. 有足夠的第三方插件供使用
4. 支持熱部署，更改後端是平滑的

3.2 劣勢

1. 缺少對session的支持
2. 對四層tcp的支持不夠好
3. post請求寫文件系統，造成500 error
4. 缺乏主動的後端服務器健康監測
5. 默認的監控界面統計信息不全

四 Tengine

Tengine是淘寶基於nginx開源代碼二次開發一款服務器軟件，在繼承了nginx的特性以外，提供了一些nginx商業版才有的功能。基本上同步於nginx的更新，目前最新的版本已經繼承了nginx 1.6.2穩定版5

4.1 特性

tengine的特性包括但不限於：

1. 更友好的運維信息顯示
2. 動態模塊加載機制
3. 自動根據CPU數目設置進程個數和綁定CPU親緣性
4. 更方便的命令行參數，如列出編譯的模塊列表、支持的指令等
5. 更加強大的負載均衡能力，包括一致性hash模塊、會話保持模塊，還可以對後端的服務器進行主動健康檢查，根據服務器狀態自動上線下線
6. 動態腳本語言Lua支持。擴展功能非常高效簡單
7. 輸入過濾器機制支持。通過使用這種機制Web應用防火牆的編寫更為方5

4.2 負載均衡

負載均衡方面，Tengine主要有以下幾個特點，基本上彌補了nginx在負載均衡方面的欠缺：

1. 支持一致性Hash模塊
2. 會話保持模塊
3. 對後端服務器的主動健康檢查
4. 增加了請求體不緩存到磁盤的機制

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